冷却用弯掠轴流风机变型设计及气动噪声的分析论文

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1、分类号学号M200970941学校代码10487密级硕士学位论文冷却用弯掠轴流风机变型设计及气动噪声分析学位申请人：于文文学科专业：流体机械及工程指导教师：王军教授答辩日期：2011年12月30日ADissertationSubmittedinPartialofFulfillmentoftheRequirementsFortheDegreeofMasterEngineeringAVariantDesignandAero-acousticAnalysisofSweptAxialFlowFanUsedforCoolingCandidate:YuWenwenMajor:

2、FluidMachinery&EngineeringSupervisor:Prof.WangJunHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaDecember,2011独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使

3、用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在________年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要轴流风机广泛地应用于各个行业并起着核心的作用，高效率、低噪声的轴流风机已有一些成熟的模型，但是每种型号的风机都

4、有其特定的最佳工况，当被用于其他场合时就会出现规格或性能不匹配的问题。基于弯掠轴流风机的优越性，本文将弯掠轴流风机应用于变压器冷却的高温环境中，并提出了一种变型设计的方法解决性能不匹配的问题。获得已有弯掠轴流风机的结构尺寸及试验数据，确定旋转区域、进口风道、出口风道等计算区域，建立计算模型并进行网格划分，选择合适的计算方法，对弯掠轴流风机模型进行了定常数值模拟并预测其外部性能。将预测及试验得到的风机全压-流量性能曲线在同一坐标系中进行比较，验证所选的数值模拟方法的正确性。为满足给定的流量和全压要求，利用变型设计方法得到了弯掠轴流风机的五种结构方案A/B/C/D/E

5、，采用同样的计算方法预测它们的全压-流量及全压效率-流量性能曲线，筛选出了满足流量和全压要求且效率较高的B/E风机。对五种风机的叶轮轴向和径向特征流面上的全压和速度流线分布特性进行了分析，进一步验证了所筛选风机的优越性。E风机叶轮加工完成后在进口试验台进行了性能试验，验证筛选出的风机可以满足流量及全压要求。以稳态流场为基础，采用大涡模拟（LES）结合Lighthill声类比的改进方程——FW-H声学模型的方法对筛选出的B/E风机进行非定常计算及气动噪声预测。比较了远场噪声测点D处声压级的预测值及试验值。分析了以叶轮表面作为噪声源时B/E风机的涡流噪声频谱特性，研究

6、了风机三维非定常内部流场中旋涡分布特性，并探讨了风机旋转区域内部声压级的分布规律，证明E风机满足给定的噪声要求。进一步探讨了E风机在不同转速时旋转区域内部不同位置气动噪声的时域和频域特性。最后结合本文工作的总结及不足之处，提出了对弯掠轴流风机气动噪声进行深入研究的方向。关键词：弯掠轴流风机变型设计气动噪声大涡模拟（LES）I华中科技大学硕士学位论文AbstractAxialflowfanplaysacentralroleinvariousindustries.ofTheaxialflowfanswithhighefficiencyandlownoisehaveso

7、mematuremodels,buteachtypeofmodelshasitssuitableapplicationoccasions,whenbeusedforotheroccasionwillappearthemismatchingproblemofspecificationsorperformance.Basedonthesuperiorityofthesweptaxialflowfan,weapplieditintheoccasiontransformercooling,andputforwardthevariantdesignmethodtosolve

8、themi